金国杰
中建八局第四建设有限公司，安徽合肥 230000
【摘要】地源热泵技术利用可再生能源以供热、制冷，为高效节能的空调系统。地源热泵系统的运行与施工质量紧密相关。本文以徽商银行总部基地建设项目的地源热泵空调系统为例，简单介绍了地源热泵地下换热器的常用形式及地埋管部分施工的流程，包括垂直钻孔、下管、灌浆回填、垂直PE管与水平PE管的连接与敷设，并对垂直钻孔如何提高效率进行了相应的介绍。
【关键词】地源热泵；地下换热器；垂直管；水平管；钻孔；效率
1 工程概况
徽商银行总部基地建设项目，位于合肥市滨湖新区云谷路与庐州大道交口，占地面积3.67万平方米，由两层地下室、部分三层和八层裙房及高189.3米的主楼组成，总建筑面积17.7493万平方米。
本项目舒适性空调采用集中冷热源,冷源主要采用冷水机组,热源主要采用卧式燃气热水锅炉,并设置了部分地源热泵系统作为补充，其利用水与地能（地下水、土壤或地表水）进行冷热交换来作为地源热泵的冷热源，夏季空调冷负荷最大值为615KW，冬季空调热负荷最大值608KW，按照系统配置热泵机组及地埋管换热器。
地埋孔及室外井室分布情况：本系统共设计地源井130口（其中A区36口，B区36口，C区30口，D区28口），竖直地埋管有效深度120m，地埋管换热器采用双U型管、竖直钻孔埋管方式，钻孔直径为150mm，采用DN32的PE管。根据本工程特性及现场情况，地埋孔钻孔不适合大面积展开作业施工，只能将现场划分为两个区域施工，一区域为项目南侧轴C-14至轴C-20，二区域为西侧轴C-D至轴C-OA交轴C-1至C-12。从一区域至二区域逐步完成每个区域的地源井和水平管网施工工作。水平管网施工时，将每个区域内的水平管线引至检查井附近，并及时回填沟槽，避免影响其他专业单位施工。
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图1 地埋孔、室外井室平面布置图
2 主要施工流程
钻孔→竖直下管→水平辅管及管道连接→地埋管换热系统施压→灌浆回填。
3 垂直钻孔效率
3.1 工程特点
本工程地源热泵地埋孔、室外井室布置在项目C区东侧、南侧及西侧，其钻孔施工场地受限，各专业交叉施工，地下管综复杂，钻孔施工前要进行探测、标记，施工进度慢、工序复杂、施工难度较大。
3.2 技术难点
本工程地源热泵钻孔施工中，由于土质及场地原因导致孔径偏小、孔径倾斜严重，易塌孔，成孔困难，施工效率低。在施工的任何一个阶段出现问题，都会导致地源热泵在使用时，无法发挥作用，甚至是出现塌方和污染水源的危险。所以，施工中特别注意地源热泵施工工艺的要求和难点，及时做好防范措施，以免后患。
3.3 钻孔效率影响因素及应对措施
目前平均每完成一个地埋孔需要10个小时，效率低，工期进度慢、导致后期管件连接非常紧张，综合原因：1、成孔质量合格率低；2、场地受限、土质差；3、地下管综复杂。
在钻孔施工过程中，由于地表深处为岩石层及个别部位为钢混结构，导致普通钻头磨损严重，钻进速度缓慢，成孔质量合格率低，导致工作效率低，施工时需及时检查更换设备。
项目南侧地源热泵钻孔施工场地空间狭小，处于挡土墙附近，临近地下室#1、#2坡道出口，多台机械无法同时展开施工；地下埋地管线复杂，三网、外电专业线缆及室外给排水、排污管、室外消火栓排布复杂紧密，现场钻孔施工困难，施工进度缓慢，提前做好场内管道标识入图，汇总，确保施工图“涵盖”各专业。
项目南侧土质多为工地填埋土及淤泥质土并掺有少量垃圾土，现场钻孔施工过程中容易产生塌孔，严重影响施工效率，导致施工进度缓慢。建议现场设泥浆池，做排水沟，通过罐车将泥浆排除；及时对施工现场进行清扫，对场地进行平整。
钻孔施工结束后下管时阻力很大，非常费力。人工无法下管，导致钻孔施工成孔无法使用。在向外拔钻杆时到达岩石层，井边石块卡在了井中央。导致管道无法人工下达到井底。建议在下管施工前，运用钻孔机钻杆将PE管卡上，运用钻杆的力量把PE管带到井底。
4 结论
地源热泵利用可再生能源，是节能高效的空调系统。运维阶段能够达到良好的节能效果；但场地受限的施工区域内，如何在建设施工阶段降本增效，提高施工产能，也是建筑行业值得思考的问题。本文以具体地源热泵为例，简单介绍了其施工过程中钻孔常见问题及应对措施，希望该工程可作为其他地源热泵工程及研究的参考。
【参考文献】
[1]中华人民共和国建设部JGJ87-92 建筑工程地质钻探技术标准[s]北京：中国建筑工业出版社，2005。